低功耗電池供電電磁流量計研究與設計 四十三

6 總結與展望

電磁流量計以其變送器結構簡單、無可動部件、不阻礙流體流動、量程寬、無機械慣性、反應靈敏等優點，在工業領域內得到了廣泛的應用。低功耗電磁流量計是在傳統的電磁流量計的基礎上研制的，保留了電磁流量計原有特點的前提下，對其功能進行了拓展，性能及一步優化。整個系統用了低功耗設計，實現了電池供電，能夠顯示流體的體積流量以及平均流體速度。論文在閱讀國內外相關文獻的基礎上，總結了電磁流量計的發展現狀和當前的技術水平，在現有的設計基礎上著重對低功耗流量計進行了研究，主要完成了以下工作： 首先，從降低整個系統功耗的方面考慮，設計使用鋰電池作為整個電磁流量計的供電單元，從根本上降低了系統的功耗。其次，在流量計傳感器設計部分，對勵磁方式實現了低功耗設計。勵磁功耗是流量計系統功耗中所占比例最大的一部分。設計中選用目前應用比較多的低頻三值矩形波作為勵磁信號，但是并不是利用50Hz的工頻信號通過變頻產生，而是利用鋰電池作為恒壓源，通過模擬開關實現低頻三值矩形波，避免了工頻干擾，同時還能保證測量。在信號調理電路方面，根據測量信號的特點，設計了前置放大電路，低頻濾波電路和信號放大電路，使測量信號進過這些模擬電路后可以滿足采集要求。同時，在這些電路中使用的運算放大器，全部選用低電壓微功耗器件。系統的控制單元，不僅要通過控制模擬開關來實現低頻勵磁信號，還要完成對測量信號的采集和轉換，最后在LCD上顯示，并且要實現通信功能。在論文的設計中選用了功能強大、超低功耗的MSP430單片機，非常適合電池供電系統。 軟件設計上，由于流量信號測量過程的控制和低功耗要求，微處理器在對整個系統的控制過程中采用中斷工作方式。當系統處于非工作狀態時，單片機及各硬件芯片處于省電模式，能耗降至最低。設計的電磁流量計的最大特點是采用電池供電，降低整個系統的功耗，特別是勵磁部分的設計。在信號調理電路中采用微功耗器件，在保證對測量信號放大濾波功能的同時，降低測量電路的功耗。

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